IPA 8. CAHAYA DAN ALAT OPTIK (4)

Assalamualaikum warohmatullohi wabarokaatuh

Apa kabar anak-anak, sehat semua yaa

Alkhamdulillah bertemu kembali dengan mapel IPA. Hari ini kita lanjut mempelajari cahaya dan alat optik, yaitu Indera Penglihatan pada manusia dan hewan serta mengenal alat optik dalam kehidupan sehari-hari.

Okey....langsung kita simak yuuukk

Indra Penglihatan Manusia dan Hewan

Mata adalah organ penglihatan pada manusia dan hewan, berbentuk bulat, memiliki bagian – bagian yang memiliki fungsi berbeda. Mata manusia dilindungi oleh 3 lapisan yaitu lapisan sklera yang membentuk kornea, lapisan koroid yang membentuk iris dan lapisan ketiga (retina). Berikut bagian – bagian mata manusia :

Mata berbentuk seperti bola, berdiameter 2,5 cm. Sklera membentuk putih mata, bersambung dengan bagian depan bening (kornea). Kornea bersifat kuat, tembus cahaya, berfungsi melindungi bagian sensitif dibelakangnya dan memfokuskan bayangan pada retina.

Pupil adalah bagian berwarna hiam yang merupakan jalan masuknya cahaya ke mata. Pupil dikelilingi iris : bagian berwarna pada mata yang letaknya dibelakang kornea. Besar kecilnya pupil dan iris tergantung cahaya yang masuk ke mata.

Lensa mata berbentuk bikonvex (cembung depan – belakang), bersifat fleksibel, otot siliar yang ada di mata akan membantu mengubah kecembungan mata. Berikut contoh kecembungan lensa mata :

Ketika melihat benda berjarak jauh, otot siliaris berelaksasi, menyebabkan lensa mata lebih datar (tak berakomodasi). Ketika melihat benda berjarak dekat, otot siliaris berkontraksi, menyebabkan lensa menjadi cembung (akomodasi maksimum).

Retina : sel yang sensitif terhadap cahaya matahari atau saraf penerima rangsang (fotoreseptor) pada bagian belakang mata. Sel fotoreseptor ada 2 yaitu sel batang dan sel kerucut. Sel batang akan menunjukkan responnya ketika di tempat redup, mampu menerima rangsang sinar tidak berwarna, jumlah selnya sekitar 125 juta.

Sel kerucut memungkinkan kita melihat warna, tapi membutuhkan cahaya yang lebih terang dari sel batang, jumlah selnya sekitar 6,5 – 7 juta. Berikut struktur sel batang dan sel kerucut :

Mekanisme cahaya masuk ke mata manusia : cahaya masuk melalui kornea → merambat melalui pupil → masuk ke lensa mata (bayangan difokuskan) → bayangan terbentuk pada retina → sel khusus di retina mengubah bayangan menjadi impuls → impuls menuju otak dan diterjemahkan sebagai obajek atau benda yang kita lihat.

Gangguan pada lensa mata dapat menyebabkan seseorang menderita hipermetropi, miopi, buta warna, presbiopi dan astigmatisma.

Hipermetropi adalah kelainan yang menyebabkan seseorang tidak dapat melihat dengan jelas benda yang jaraknya dekat (± 30 cm). Karena bayangan yang terbentuk jatuh di belakang retina. Penderita dibantu dengan lensa cembung. Berikut perubahan fokus sinar pada hipermetropi :

Kekuatan lensa kacamata yang diperlukan yaitu :

dengan :

PH = kekuatan lensa kacamata hipermetropi (D)

s = jarak benda didepan kacamata (Cm)

PP (punctum proximum) = titik dekat mata (Cm)

Miopi adalah kelainan yang menyebabkan seseorang tidak dapat melihat dengan jelas benda yang jaraknya jauh (tak hingga). Karena bayangan yang terbentuk jatuh didepan retina. Penderita dibantu dengan lensa cekung. Berikut perubahan fokus sinar pada miopi :

Kekuatan lensa kacamata yang diperlukan :

dengan : PM = daya lensa untuk miopi (D)

PR (Punctum Remotum) = titik jatuh mata (Cm)

Buta warna adalah kelainan yang disebabkan ketidakmampuan sel – sel kerucut mata untuk menangkap suatu warna tertentu, bersifat menurun, ada 2 jenis yaitu buta warna total dan sebagian. Buta warna total hanya mampu melihat warna hitam dan putih, buta warna sebagian tidak mampu melihat warna tertentu misalnya merah, biru atau hijau saja.

Untuk menguji buta warna (uji ushihara) digunakan huruf tokek seperti berikut :

Penderita presbiopi tidak dapat melihat benda berjarak jauh dan berjarak dekat, karena kurangnya daya akomodasi mata. Penderita dibantu dengan lensa rangkap (kacamata bifokal) yaitu kaca mata cekung dan cembung.

Astigmatisma (silinder) adalah gangguan pada mata karena penyimpangan dalam pembentukan bayangan pada lensa, disebabkan cacat lensa yang tidak dapat memberi gambaran atau bayangan garis vertikal dengan horizontal secara bersamaan sehingga penglihatannya kabur. Penderita dibantu menggunakan kacamata silindris.

Mata serangga disebut mata majemuk (faset) yang terdiri atas beberapa omatidia (tunggal : omatidium). Omatidia berfungsi sebagai reseptor penglihatan yang terpisah.

Setiap omatidium terdiri atas 5 bagian yaitu :

1). Lensa : permukaan depannya merupakan satu faset mata majemuk

2). Kerucut kristalin : dapat menembus cahaya

3). Sel – sel penglihatan : peka terhadap cahaya

4). Sel – sel yang mengandung pigmen : pemisah antar omatidia

Setiap omatidium menangkap informasi penglihatan dari satu objek yang dilihat serangga dari arah yang berbeda – beda. Gabungan semua informasi omatidium merupakan bayangan mozaik yang menyusun pandangan serangga. Berikut struktur mata lalat :

Contohnya, lalat terdiri atas mata yang ditata dalam segi enam (omatidium), setiap oamtidium diarahkan keatas, bawah, depan, belakang dan samping sehingga bisa melihat ke semua arah; terdapat 8 neuron (reseptor cahaya) sehingga totalnya 48.000 sel indra penglihatan. Dengan demikian, lalat dapat memproses 100 gambar per detik.

Alat Optik dalam Kehidupan Sehari – hari

Pembentukan bayangan pada mata manusia merupakan bentuk pemanfaatan alat optik dalam kehidupan sehari – hari. Contoh alat optik dalam kehidupan sehari – hari yaitu kamera, lup, mikroskop, teropong dan teleskop.

Kamera : alat untuk mengambil gambar atau foto suatu objek; memiliki diafragma dan pengatur (shutter) untuk mengatur jumlah cahaya yang masuk ke lensa; kemudian memfokuskan bayangan benda pada film foto; bayangannya nyata, terbalik dan diperkecil; ukuran bayangan tergantung pada panjang fokus lensa dan jarak lensa pada film.

Berikut bagian – bagian kamera analog :

Kaca pembesar (lup) : alat untuk melihat objek yang kecil agar terlihat lebih besar dan jelas. Besar objek yang kita lihat, tergantung pada ukuran bayangan objek pada retina, ukuran bayangan tergantung pada sudut mata yang berhadapan dengan objek. Agar mata tidak mudah lelah ketika menggunakan lup, letakkan objek pada titik fokus lup.

Berikut contoh pengamatan menggunakan lup :

Keterangan gambar : (a) : pengamatan menggunakan lup dengan mata berakomodasi maksimum, (b) : pengamatan menggunakan lup dengan mata tak berakomodasi

Mikroskop : alat untuk melihat benda atau makhluk hidup yang bersifat mikroskopik. Mikroskop mempunyai 2 lensa cembung yaitu 1). Lensa okuler adalah lensa yang dekat dengan mata 2). Lensa objektif adalah lensa yang dekat dengan objek.

Berikut bagian – bagian mikroskop cahaya :

Benda yang diamati ditempatkan pada kaca objek dan disinari bawah. Cahaya melalui lensa objektif membentuk bayangan nyata dan diperbesar, kemudian diperbesar lagi oleh lensa okuler membentuk bayangan maya dan diperbesar. Berikut pembentukan bayangan pada mikroskop :

Teleskop : alat optik yang dapat melihat benda jarak jauh menjadi dekat; ada 2 jenis yaitu teleskop bias dan pantul. Teleskop bias sederhana adalah kombinasi antara 2 lensa cembung yang terletak pada bagian pipa. Lensa yang besar adalah objektif, lensa yang kecil adalah okuler. Lensa objektif membentuk bayangan dan diperbesar lagi dengan lensa okuler.

Lensa objektifnya berdiameter lebih besar daripada diameter mata, berarti banyak cahaya yang dipantulkan oleh objek masuk ke lensa kemudian ke mata, sehingga bayangan yang terbentuk sangat jelas dan detail. Berikut contoh teleskop bias :

Teleskop pantul : mempunyai cermin cekung pada lensa objektifnya, cahaya yang dipantulkan objek jauh masuk salah satu ujung tabung dan ditangkap oleh cermin lain pada ujung yang lain. Cahaya dipantulkan dari cermin cekung ke cermin datar dalam tabung, kemudian memantulkan cahaya ke lensa okuler yang berfungsi memperbesar gambar.

Berikut contoh teleskop pantul :